一种基于PCI IP核的码流接收卡的设计

　　前言

　　随着数字化广播电视技术的迅速发展和基于MPEG-2标准的图像压缩和复用技术的完善，利用PC对大容量信息的处理变得日益重要，如基于PC的软复用器的实现，使得通过PC接收DVB(数字视频广播)码流已逐渐成为一项不可替代的多媒体数据接收技术。因此，设计基于PC平台的DVB 码流接收卡是数字广播电视发展的需要。

　　由于DVB-ASI信号的平均传输速率为270 Mbps，而DVB传输流又要求保证接收的实时性，因此本文选择了PCI总线。33MHz、32位的PCI总线的数据传输速率最高可达133MBps, 完全可以满足高速实时传输的需求。选择了Altera公司的PCI编译器软件包来实现PCI接口控制电路。该软件包为PCI接口提供了一个完整的解决办法，包含了PCI控制电路的所有功能。用户可以通过修改参数生成所需的IP核模块，以设计自己的外部设备接口逻辑。本文选择了其生成的PCI_MT32功能模块。

　　系统硬件模块设计

　　系统的硬件电路设计要求：能将传输速率为270 Mbps的串行DVB—ASI码流实时、无损地通过PCI接口传输到PC，以供PC上的应用程序做进一步处理。在操作和使用上要方便，在设计上要求结构紧凑、接口简单、性能可靠、易于升级。系统硬件框图如图1所示。

　　图1 系统硬件框图

　　从图中可以看出，由于使用了FPGA及PCI IP核，使整个硬件电路显得特别简洁。它主要由DVB码流输入模块和核心控制模块组成。串行DVB传输流经同轴电缆进入DVB码流输入模块，转换为8位并行输出。核心控制模块对并行数据进行缓存，并采用DMA方式传输给PCI总线，完成本地总线和PCI总线的可靠通信。

　　DVB码流输入模块

　　本文选用ASI接口。ASI信号由同轴电缆经BNC接头输入，经过互感(用PE65508芯片)转换为PECL(正向发射极耦合逻辑)差分电平信号，再经过耦合电路，到达CY7B933的差分线输入端。 CY7B933是Cypress公司的一种用于点对点高速串行数据通信的接收芯片，它完成码流输入模块的核心功能。它有三种工作模式，这里选用它的解码模式对输入信号进行8B/10B解码和串并转换。最后输出经过字节对齐的8位并行TLL信号，输出的信号包括 MPEG-2传输流和作为同步字使用的逗号字符(在8B/10B传输码规则中定义为 K28.5专用字符)，其输出速率恒定为27MBps。

　　核心控制模块

　　核心控制模块由FPGA控制电路和异步FIFO组成。主要完成对输入ASI信号的缓存和对PCI总线信号的控制的功能。其中最主要的部分是FPGA控制电路。基于整个系统的性能的考虑，选择Altera公司的EP1C12。这款芯片有12060个逻辑单元，52个RAM块等资源，完全可以支持本设计的要求。